JP2005182068A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大電流および高電圧を遮断する大形のリレーを用いることなく、また駆動用のＩＣを用いることなく、制御用のＩＣを用いることもなく、加熱ローラの異常温度上昇を迅速にしかも確実に防止できる定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 加熱ローラ１２が異常温度上昇すると、サーモスタット５４が開く。サーモスタット５４が開くと、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断されて、リレー９０の常開接点９２が開く。常開接点９２が開くと、周波数可変発振器８１からトランジスタ６３へ供給される駆動信号の供給路が遮断される。この遮断により、コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃに高周波電流が流れなくなって、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が停止する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載され、ペーパーシート上の現像剤像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式に用いられる定着装置の熱源として、誘導加熱方式を用いたものが実用化されている。この誘導加熱では、コイルに高周波電流を流してコイルから高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって加熱ローラに渦電流を生じさせ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラを自己発熱させる。

このような誘導加熱を利用した定着装置は、加熱ローラの温度を感知する感温素子として例えばサーモスタットを有している。このサーモスタットは、加熱ローラが異常温度上昇した場合に作動して、定着装置への入力電流を遮断する。この遮断により、誘導加熱が停止して、加熱ローラの異常温度上昇が防止される。

しかしながら、定着装置への入力電流を遮断するためには、大きな定格電流（例えば１０Ａ〜１５Ａ）のサーモスタットを使用する必要がある。大きな定格電流のサーモスタットは、熱容量が大きくて応答速度が遅い。このため、加熱ローラが異常温度上昇しても、サーモスタットが作動するまでに時間遅れが生じ、加熱ローラおよびその周辺部に熱的な悪影響を与えてしまう。

一方、加熱ローラの温度を検知するサーミスタ、およびそのサーミスタの検知温度が異常上昇したときに作動するリレーを設け、そのリレーの接点をコイルへの通電路に挿接したものがある（例えば特許文献１）。すなわち、加熱ローラが異常温度上昇すると、リレーが作動してそのリレーの接点が開き、コイルへの通電が遮断されて誘導加熱が停止される。

加熱ローラの温度を感知するサーモスタットを設けたものもある（例えば特許文献２）。このサーモスタットは、加熱ローラが異常温度上昇した場合に作動して、スイッチング素子の駆動手段に対する動作電圧の供給を遮断する。スイッチング素子は、コイルに対する高周波電流の供給用である。

定着ローラの温度を検知するサーミスタが設けたものもある（例えば特許文献３）。このサーミスタは、定着ローラが異常温度上昇した場合に抵抗値が大きく変化する。この抵抗値変化が生じると、ＩＣの制御により、定着器への通電が遮断される。この遮断により、誘導加熱が停止して、定着ローラの異常温度上昇が防止される。
特開平９−１９７８５４号公報 特開２００２−２３６４２９号公報 特開平８−３３９１３４号公報

上記特許文献１の例では、コイルに流れる電流は６０Ａ程度と大きく、コイルに加わる電圧も９００Ｖ程度と大きい。この高電流および高電圧を遮断するためには、大形のリレーを使用しなければならない。この大電流および高電圧を遮断する大形のリレーは、コストが高いなど、実用的でない。

上記特許文献２の例では、スイッチング素子の駆動手段として特殊なＩＣが使用される。この特殊なＩＣは、コストが高くて、実用的でない。

上記特許文献３の例では、サーミスタの温度検知と定着器への通電遮断との間にＩＣによる制御が存在しており、その制御に異常が生じると、定着器への通電を遮断できなくなり、その結果、定着ローラの異常温度上昇を防止できなくなる。

なお、特許文献３には、加熱ローラの異常温度上昇時に作動するリレーの接点をコイルへの通電路に挿接した構成も記載されている。ただし、この構成では、上記特許文献１の例と同じく、大電流および高電圧を遮断する大形のリレーを使用しなければならないという問題がある。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、大電流および高電圧を遮断する大形のリレーを用いることなく、また駆動用のＩＣを用いることなく、制御用のＩＣを用いることもなく、加熱ローラの異常温度上昇を迅速にしかも確実に防止できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の定着装置は、加熱ローラと、この加熱ローラの軸方向に沿って設けられた誘導加熱用のコイルと、このコイルを構成要素とする共振回路と、この共振回路を励起するためのスイッチング素子と、このスイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、上記コイルの温度に応じて開閉するサーモスタットと、上記発振器から上記スイッチング素子へ供給されるオン，オフ信号の通電路に挿接された接点を有し、上記サーモスタットを通して動作用の電流が流れるリレーと、を備えている。

請求項５に係る発明の画像形成装置は、請求項１に係る発明の定着装置を有している。そして、本体に設けられた開閉自在なカバーと、上記リレーに対する通電路に挿接され上記カバーの開閉に応じて開閉するスイッチと、を備えている。

請求項６に係る発明の定着装置は、加熱ローラと、この加熱ローラの軸方向に沿って設けられたコイルと、このコイルを構成要素とする共振回路と、この共振回路を励起するための第１スイッチング素子と、上記コイルの温度に応じて開閉するサーモスタットと、このサーモスタットと共に、上記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成する第２スイッチング素子と、この第２スイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、を備えている。

請求項１０に係る発明の画像形成装置は、請求項６に係る発明の定着装置を有している。そして、本体に設けられた開閉自在なカバーと、このカバーの開閉に応じて開閉し、上記サーモスタットおよび上記第２スイッチング素子と共に、上記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成するスイッチと、を備えている。

請求項１１に係る発明の画像形成装置は、導電性部材を含む加熱体と、この加熱体に近接して設けられたコイルと、このコイルを構成要素とする共振回路と、この共振回路を励起するための第１スイッチング素子と、この第１スイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、少なくとも上記発振器を制御する制御回路と、上記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成する第２スイッチング素子とを備え、上記制御回路により上記第２スイッチング素子をオン，オフ駆動する。

この発明によれば、大電流および高電圧を遮断する大形のリレーを用いることなく、また駆動用のＩＣを用いることなく、制御用のＩＣを用いることもなく、加熱ローラの異常温度上昇を迅速にしかも確実に防止できる定着装置および画像形成装置を提供できる。

［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、画像形成装置たとえば電子複写機の本体１の上部に原稿台２が設けられ、その原稿台２上に自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３が開閉自在に設けられている。原稿台２と同じ高さの位置には、動作条件設定用の操作手段として、コントロールパネル４が設けられている。

本体１の下部には、画像形成媒体である各種サイズのペーパーシートが収容された複数のカセット５が設けられている。本体１の前面には、前面カバー６が開閉自在に設けられている。この前面カバー６を開くことにより、本体１内の保守および点検が可能である。

本体１の側部には、プリントされたペーパーシートの排出を受ける排紙ユニット７が設けられている。

電子写真プロセスの構成およびその動作については、一般に周知であるから、その詳細な説明については省略する。

本体１内には、図２に示す定着装置１１が設けられている。定着装置１１は、加熱ローラ１２と、この加熱ローラ１２に加圧状態で接しながらその加熱ローラ１２と共に回転する加圧ローラ１３とを備え、この両ローラ間にペーパーシートＰを挟み込んでそのペーパーシートＰを搬送する。

加熱ローラ１２は、導電性材料たとえば鉄を筒状に成形し、その鉄の外周面にテフロン（登録商標）等を被覆したもので、図示右方向に回転駆動される。加圧ローラ１３は、加熱ローラ１２の回転を受けて図示左方向に回転する。この加熱ローラ１２と加圧ローラ１３との接触部をペーパーシートＰが通過し、かつペーパーシートＰが加熱ローラ１２から熱を受けることにより、ペーパーシートＰ上の現像剤像ＴがペーパーシートＰに定着される。

加熱ローラ１２の内部空間に、その加熱ローラ１２に近接して、誘導加熱用の第１コイル１４ａおよび第２コイル１４ｂ，１４ｃが収容されている。これらコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、コア１５に巻回および保持され、誘導加熱用の高周波磁界を発する。この高周波磁界が発せられることにより、加熱ローラ１２に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１２が自己発熱する。

加熱ローラ１２の周囲に、ペーパーシートＰを加熱ローラ１２から剥離するための剥離爪１６、加熱ローラ１２上に残るトナーおよび紙屑等を除去するためのクリーニング部材１７、加熱ローラ１２の表面に離型剤を塗布するための塗布ローラ１８が配設されている。

本体１の制御回路を図３に示している。
メインコントローラ３０に、コントロールパネルコントローラ３１、スキャンコントローラ３２、およびプリントコントローラ４０が接続されている。メインコントローラ３０は、コントロールパネルコントローラ３１、スキャンコントローラ３２、およびプリントコントローラ４０を統括的に制御する。

スキャンコントローラ３２に、原稿読取用のスキャンユニット３３が接続されている。プリントコントローラ４０に、制御プログラム記憶用のＲＯＭ４１、データ記憶用のＲＡＭ４２、プリントエンジン４３、ペーパーシート搬送ユニット４４、プロセスユニット４５、上記定着装置１１が接続されている。プリントエンジン４３は、上記レーザ光の駆動系などにより構成されている。ペーパーシート搬送ユニット４４は、ペーパーシートＰの搬送機構およびその駆動回路などにより構成されている。プロセスユニット４５は、感光体ドラムおよびその周辺部などにより構成されている。

定着装置１１の電気回路を図４に示している。
加熱ローラ１２内のコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうち、コイル１４ａは、加熱ローラ１２の軸方向に沿う略中央部と対応する位置に配置されている。コイル１４ｂ，１４ｃは互いに直列接続されて１つのコイルを形成しており、コイル１４ｂが加熱ローラ１２の軸方向に沿う一端部（左端部）と対応する位置に配置され、コイル１４ｃが加熱ローラ１２の軸方向に沿う他端部（右端部）と対応する位置に配置されている。

ショートサイズ（Ａ４Ｒサイズ）のペーパーシートＰを定着する場合はコイル１４ａを使用し、普通サイズ（Ａ４サイズ）のペーパーシートＰを定着する場合は全てのコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃを使用する構成となっている。これらコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃが高周波発生回路６０に接続されている。

加熱ローラ１２の軸方向に沿う略中央部に対し、温度センサ５１が設けられている。加熱ローラ１２の一端部に対し、温度センサ５２，５３が設けられている。これら温度センサ５１，５２，５３は、加熱ローラ１２を回転駆動するための駆動ユニット５０と共に、上記プリントコントローラ４０に接続されている。

プリントコントローラ４０は、駆動ユニット５０を制御する機能に加え、コイル１４ａを構成要素とする後述の第１共振回路の駆動およびコイル１４ｂ，１４ｃを構成要素とする後述の第２共振回路の駆動をペーパーシートＰのサイズや温度センサ５１，５２，５３の検知温度に応じて制御する機能を備えている。

また、加熱ローラ１２の軸方向に沿う略中央部に対し、定格電圧が２４Ｖ、定格電流が１Ａで、熱容量の小さいサーモスタット５４が設けられている。このサーモスタット５４は、熱容量が小さいため応答性が速くて、加熱ローラ１２が異常温度上昇したときに直ちに開く。なお、本発明に用いるサーモスタットは、定格電圧が３０Ｖ以下で、かつ定格電流が１Ａ以下であればよい。

上記高周波発生回路６０は、高周波磁界発生用の高周波電力を発生するもので、商用交流電源７０の交流電圧を整流する整流回路６１、共振回路形成用のコンデンサ６２、このコンデンサ６２および上記コイル１４ａと共に第１共振回路を形成するコンデンサ（周波数調整用）６５、上記コンデンサ６２および上記コイル１４ｂ，１４ｃと共に第２共振回路を形成するコンデンサ（周波数調整用）６６、この第１共振回路および第２共振回路を励起するための第１スイッチング素子たとえばトランジスタ（ＦＥＴ）６３、このトランジスタ６３のコレクタ・エミッタ間に接続されたダンパダイオード６４を備えている。上記整流回路６１の出力端に、上記第１共振回路および上記第２共振回路が接続されている。上記コンデンサ６２と並列に、トランジスタ６３のコレクタ・エミッタ間が接続されている。

上記第１共振回路の共振周波数ｆ１は、コイル１４ａのインダクタンスＬ１と、コンデンサ６２の静電容量Ｃ０およびコンデンサ６５の静電容量Ｃ１の合成静電容量とで、定まる。上記第２共振回路の共振周波数ｆ２は、コイル１４ｂ，１４ｃのインダクタンスＬ２と、コンデンサ６２の静電容量Ｃ０およびコンデンサ６６の静電容量Ｃ２の合成静電容量とで、定まる。

高周波発生回路６０のトランジスタ６３のベース・エミッタ間は、リレー９０の常開接点９２を介してコントローラ８０における周波数可変発振器８１の出力端に接続されている。周波数可変発振器８１は、トランジスタ６３に対する周波数ｆ１の駆動信号および周波数ｆ２の駆動信号のいずれかを発する。すなわち、上記リレー９０の常開接点９２は、トランジスタ６３に対する駆動信号の供給路を開閉する。したがって、リレー９０として、小電流用の小形のものを採用できる。

直流電圧Ｖｄ（２４Ｖ）が、カバースイッチ１０１、サーモスタット５４、抵抗器１０２、および第２スイッチング素子たとえばトランジスタ１０３のコレクタ・エミッタを直列に介して、リレー９０の励磁コイル９１に印加されている。カバースイッチ１０１は、本体１の前面カバー６の開閉に連動するもので、前面カバー６が閉じているときには閉じ、前面カバー６が開いているときに開く。トランジスタ１０３は、コントローラ８０のＣＰＵ（制御部）８２に接続されている。

コントローラ８０のＣＰＵ８２は、プリントコントローラ４０からの指令に応じて、周波数可変発振器８１の発振周波数およびトランジスタ１０３を制御するもので、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有している。
（１）本体１の運転時、トランジスタ１０３をオンする手段。

（２）プリントコントローラ４０からショートサイズ（Ａ４Ｒサイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａによる誘導加熱が行われるように、周波数ｆ１の駆動信号を周波数可変発振器８１から出力させるとともに、その出力動作を温度センサ５１の検知温度が設定値一定となるようにオン，オフする。

（３）プリントコントローラ４０から普通サイズ（Ａ４サイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａの誘導加熱とコイル１４ｂ，１４ｃの誘導加熱とが交互に行われるように、周波数ｆ１の駆動信号と周波数ｆ２の駆動信号を周波数可変発振器８１から交互に出力させるとともに、その出力動作を温度センサ５１，５２，５３の検知温度がそれぞれ設定値一定となるようにオン，オフする。
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
本体１の運転が開始されると、直流電圧Ｖｄが生じるとともに、トランジスタ１０３がオンされる。トランジスタ１０３がオンされると、カバースイッチ１０１、サーモスタット５４、抵抗器１０２、およびトランジスタ１０３のコレクタ・エミッタ間を通して、リレー９０の励磁コイル９１に直流電圧Ｖｄに基づく電流が流れる。これにより、リレー９０の常開接点９２が閉じる。

リレー９０の常開接点９２が閉じると、周波数可変発振器８１から発せられる駆動信号がトランジスタ６３に供給され、トランジスタ６３がオン，オフする。このトランジスタ６３のオン，オフにより、第１共振回路および第２共振回路が励起されてコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられる。この高周波磁界により、加熱ローラ１２が誘導加熱されて定着の準備が完了する。

何らかの原因により、加熱ローラ１２が異常温度上昇した場合は、サーモスタット５４が開く。サーモスタット５４が開くと、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、リレー９０の常開接点９２が開いて、周波数可変発振器８１からトランジスタ６３に駆動信号が供給されなくなる。こうして、トランジスタ６３が駆動されなくなることにより、第１共振回路および第２共振回路が励起されなくなる。これにより、コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられなくなり、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。この誘導加熱の終了により、加熱ローラ１２の異常温度上昇がすぐに解消される。

また、コントローラ８０のＣＰＵ８２が本体１内の異常を検知した場合に、ＣＰＵ８２によってトランジスタ１０３がオフされることにより、リレー９０の常開接点９２が開き、加熱ローラ１２に対する誘導加熱を強制的に停止することができる。なお、本体１内の異常としては、温度センサ５１，５２，５３の検知温度の異常、プリンタコントローラ４０のソフトウェアが暴走する異常、周波数発振器８１の動作を停止できなくなる異常など、が考えられる。

本体１の保守および点検のために、本体１の前面カバー６が開放されることがある。この場合、カバースイッチ１０１がオフする。カバースイッチ１０１がオフすると、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、上記同様に、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。

以上のように、高周波発生回路６０に対する駆動信号の供給路を開閉するためのリレー９０を設け、そのリレー９０の励磁コイル９１に対する通電路をサーモスタット５４によって遮断する構成であるから、サーモスタット５４に流れる電流を小さく抑えることができる。したがって、熱容量が小さくて応答性の速いサーモスタット５４を採用することができて、加熱ローラ１２の異常温度上昇を迅速にしかも確実に防止できる。

とくに、リレー９０の常開接点９２によってトランジスタ６３に対する駆動信号の供給路を開閉する構成であるから、リレー９０として小電流用の小形のものを採用することができる。したがって、コストの低減が図れる。

また、リレー９０の常開接点９２によってトランジスタ６３に対する駆動信号の供給路を開閉する構成であって、従来のような駆動用のＩＣを用いないので、この点でもコストの低減が図れる。

さらに、リレー９０の常開接点９２によってトランジスタ６３に対する駆動信号の供給路を開閉する単純な構成であるから、従来のような制御用のＩＣを用いる必要がない。したがって、コストの低減が図れるとともに、制御の異常が生じることなく加熱ローラ１２の異常温度上昇を確実に防止できる。

［２］第２の実施形態について説明する。
定着装置１１の電気回路が、図５のように構成されている。
高周波発生回路６０は、高周波磁界発生用の高周波電力を発生するもので、商用交流電源７０の交流電圧を整流する整流回路６１、コイル１４ａと共に第１共振回路を形成するコンデンサ６５、コイル１４ｂ，１４ｃと共に第２共振回路を形成するコンデンサ６６、上記第１共振回路を励起するためのトランジスタ６３ａ（第１スイッチング素子）、上記第２共振回路を励起するためのトランジスタ６３ｂ（第１スイッチング素子）、これらトランジスタ６３ａ，６３ｂのそれぞれコレクタ・エミッタ間に接続されたダンパダイオード６４ａ，６４ｂを備えている。整流回路６１の出力端に、上記第１共振回路および上記第２共振回路が接続されている。

上記第１共振回路の共振周波数ｆ１は、コイル１４ａのインダクタンスＬ１と、コンデンサ６５の静電容量Ｃ１の合成静電容量とで、定まる。上記第２共振回路の共振周波数ｆ２は、コイル１４ｂ，１４ｃのインダクタンスＬ２と、コンデンサ６６の静電容量Ｃ２の合成静電容量とで、定まる。

高周波発生回路６０のトランジスタ６３ａのベース・エミッタ間は、リレー９０の常開接点９２ａを介してコントローラ８０における周波数発振器８３ａの出力端に接続されている。周波数発振器８３ａは、トランジスタ６３ａに対する周波数ｆ１の駆動信号を発する。高周波発生回路６０のトランジスタ６３ｂのベース・エミッタ間は、リレー９０の常開接点９２ｂを介してコントローラ８０における周波数発振器８３ｂの出力端に接続されている。周波数発振器８３ｂは、トランジスタ６３ｂに対する周波数ｆ２の駆動信号を発する。

コントローラ８０のＣＰＵ８２は、プリントコントローラ４０からの指令に応じて、周波数発振器８３ａ，８３ｂの動作およびトランジスタ１０３を制御するもので、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有している。
（１）本体１の運転時、トランジスタ１０３をオンする手段。

（２）プリントコントローラ４０からショートサイズ（Ａ４Ｒサイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａによる誘導加熱が行われるように、周波数発振器８３ａを動作させるとともに、その動作を温度センサ５１の検知温度が設定値一定となるようにオン，オフする。

（３）プリントコントローラ４０から普通サイズ（Ａ４サイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａの誘導加熱とコイル１４ｂ，１４ｃの誘導加熱とが交互に行われるように、周波数発振器８３ａと周波数発振器８３ｂを交互に動作させるとともに、その動作を温度センサ５１，５２，５３の検知温度がそれぞれ設定値一定となるようにオン，オフする。
他の構成は、第１の実施形態と同じである。

つぎに、作用を説明する。
本体１の運転が開始されると、直流電圧Ｖｄが生じるとともに、トランジスタ１０３がオンされる。トランジスタ１０３がオンされると、カバースイッチ１０１、サーモスタット５４、抵抗器１０２、およびトランジスタ１０３のコレクタ・エミッタ間を通して、リレー９０の励磁コイル９１に電流が流れる。これにより、リレー９０の常開接点９２ａ，９２ｂが閉じる。

リレー９０の常開接点９２ａが閉じると、周波数発振器８３ａから発せられる駆動信号がトランジスタ６３ａに供給され、トランジスタ６３ａがオン，オフする。このトランジスタ６３ａのオン，オフにより、第１共振回路が励起されてコイル１４ａから高周波磁界が発せられる。リレー９０の常開接点９２ｂが閉じると、周波数発振器８３ｂから発せられる駆動信号がトランジスタ６３ｂに供給され、トランジスタ６３ｂがオン，オフする。このトランジスタ６３ｂのオン，オフにより、第２共振回路が励起されてコイル１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられる。これら高周波磁界により、加熱ローラ１２が誘導加熱されて定着の準備が完了する。

何らかの原因により、加熱ローラ１２が異常温度上昇した場合は、サーモスタット５４が開く。サーモスタット５４が開くと、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、リレー９０の常開接点９２ａ，９２ｂが開いて、周波数発振器８３ａ，８３ｂからトランジスタ６３ａ，６３ｂに駆動信号が供給されなくなる。こうして、トランジスタ６３ａ，６３ｂが駆動されなくなることにより、第１共振回路および第２共振回路が励起されなくなる。これにより、コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられなくなり、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。この誘導加熱の終了により、加熱ローラ１２の異常温度上昇がすぐに解消される。

本体１の保守および点検のために、本体１の前面カバー６が開放されることがある。この場合、カバースイッチ１０１がオフする。カバースイッチ１０１がオフすると、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、上記同様に、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。
効果は、第１の実施形態と同じである。

［３］この発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。
定着装置１１の電気回路を図６に示している。

加熱ローラ１２の軸方向に沿う略中央部および一端部に対し、定格電圧が２４Ｖ、定格電流が１Ａで、熱容量の小さい第１サーモスタット５４および熱容量の小さい第２サーモスタット５５が設けられている。このサーモスタット５４，５５は、熱容量が小さいため応答性が速くて、加熱ローラ１２が異常温度上昇したときに直ちに開く。

直流電圧Ｖｄ（２４Ｖ）が、カバースイッチ１０１、サーモスタット５４，５５、抵抗器１０２、およびトランジスタ（第２スイッチング素子）１１１のコレクタ・エミッタを直列に介して、抵抗器１１２に印加されている。そして、抵抗器１１２に生じる電圧が、高周波発生回路６０のトランジスタ６３のベース・エミッタ間に印加される。トランジスタ１１１は、コントローラ８０の周波数可変発振器８１に接続されている。周波数可変発振器８１は、トランジスタ６３に対する周波数ｆ１の駆動信号および周波数ｆ２の駆動信号のいずれかを発する。

すなわち、上記トランジスタ１１１は、カバースイッチ１０１およびサーモスタット５４，５５と共に、トランジスタ６３に対する駆動用の通電路を形成する。このトランジスタ６３をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号が、周波数可変発振器８１から出力される。

コントローラ８０のＣＰＵ８２は、プリントコントローラ４０からの指令に応じて、周波数可変発振器８１の発振周波数を制御するもので、主要な機能として次の（１）〜（２）の手段を有している。
（１）プリントコントローラ４０からショートサイズ（Ａ４Ｒサイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａによる誘導加熱が行われるように、周波数ｆ１の駆動信号を周波数可変発振器８１から出力させるとともに、その出力動作を温度センサ５１の検知温度が設定値一定となるようにオン，オフする。

（２）プリントコントローラ４０から普通サイズ（Ａ４サイズ）のペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４ａの誘導加熱とコイル１４ｂ，１４ｃの誘導加熱とが交互に行われるように、周波数ｆ１の駆動信号と周波数ｆ２の駆動信号を周波数可変発振器８１から交互に出力させるとともに、その出力動作を温度センサ５１，５２，５３の検知温度がそれぞれ設定値一定となるようにオン，オフする。
他の構成は、第１の実施形態と同じである。

つぎに、作用を説明する。
本体１の運転が開始されると、直流電圧Ｖｄが生じるとともに、周波数可変発振器８１から周波数ｆ１の駆動信号と周波数ｆ２の駆動信号が交互に出力される。この出力により、トランジスタ１１１がオン，オフし、そのオン，オフによって抵抗器１１２に断続的に電流が流れる。この断続的な電流によって抵抗器１１２に生じる電圧に基づき、高周波発生回路６０のトランジスタ６３がオン，オフする。このトランジスタ６３のオン，オフにより、第１共振回路および第２共振回路が励起されてコイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられる。この高周波磁界により、加熱ローラ１２が誘導加熱されて定着の準備が完了する。

何らかの原因により、加熱ローラ１２が異常温度上昇した場合は、サーモスタット５４，５５の少なくとも１つが開く。サーモスタット５４，５５の少なくとも１つが開くと、トランジスタ１１１および抵抗器１１２に対する通電路が遮断される。この遮断により、たとえ周波数可変発振器８１が動作しても、トランジスタ６３に駆動信号が供給されなくなる。こうして、トランジスタ６３が駆動されなくなることにより、第１共振回路および第２共振回路が励起されなくなる。これにより、コイル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから高周波磁界が発せられなくなり、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。この誘導加熱の終了により、加熱ローラ１２の異常温度上昇がすぐに解消される。

本体１の保守および点検のために、本体１の前面カバー６が開放されることがある。この場合、カバースイッチ１０１がオフする。カバースイッチ１０１がオフすると、トランジスタ１１１および抵抗器１１２に対する通電路が遮断される。この遮断により、上記同様に、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。
効果は、第１の実施形態と同じである。

［４］第４の実施形態について説明する。
図７に示すように、加熱ローラ１２内に、１つのコイル１４が収容されている。このコイル１４が高周波発生回路６０に接続されている。

加熱ローラ１２の軸方向に沿う略中央部に対し、温度センサ５１が設けられている。加熱ローラ１２の一端部に対し、温度センサ５３が設けられている。これら温度センサ５１，５３は、加熱ローラ１２を回転駆動するための駆動ユニット５０と共に、上記プリントコントローラ４０に接続されている。

プリントコントローラ４０は、駆動ユニット５０を制御する機能に加え、コイル１４を構成要素とする後述の共振回路の駆動を温度センサ５１，５３の検知温度に応じて制御する機能を備えている。

高周波発生回路６０は、高周波磁界発生用の高周波電力を発生するもので、商用交流電源７０の交流電圧を整流する整流回路６１、コイル１４と共に共振回路を形成するコンデンサ６２、この共振回路を励起するためのトランジスタ６３（第１スイッチング素子）、このトランジスタ６３のコレクタ・エミッタ間に接続されたダンパダイオード６４を備えている。整流回路６１の出力端に、上記共振回路が接続されている。

上記共振回路の共振周波数ｆは、コイル１４のインダクタンスＬと、コンデンサ６２の静電容量Ｃ０の合成静電容量とで、定まる。

高周波発生回路６０のトランジスタ６３のベース・エミッタ間は、リレー９０の常開接点９２ａを介してコントローラ８０における周波数発振器８４の出力端に接続されている。周波数発振器８４は、トランジスタ６３に対する周波数ｆの駆動信号を発する。

コントローラ８０のＣＰＵ８２は、プリントコントローラ４０からの指令に応じて、周波数発振器８４の動作およびトランジスタ１０３を制御するもので、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有している。
（１）本体１の運転時、トランジスタ１０３をオンする手段。

（２）プリントコントローラ４０からペーパーシートＰに対する定着指令を受けたとき、コイル１４による誘導加熱が行われるように、周波数発振器８４を動作させるとともに、その動作を温度センサ５１，５３の検知温度が設定値一定となるようにオン，オフする。
他の構成は、第１の実施形態と同じである。

つぎに、作用を説明する。
本体１の運転が開始されると、直流電圧Ｖｄが生じるとともに、周波数発振器８４から周波数ｆの駆動信号が出力される。この出力により、高周波発生回路６０のトランジスタ６３がオン，オフする。このトランジスタ６３のオン，オフにより、共振回路が励起されてコイル１４から高周波磁界が発せられる。この高周波磁界により、加熱ローラ１２が誘導加熱されて定着の準備が完了する。

何らかの原因により、加熱ローラ１２が異常温度上昇した場合は、サーモスタット５４が開く。サーモスタット５４が開くと、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、リレー９０の常開接点９２が開いて、周波数発振器８４からトランジスタ６３に駆動信号が供給されなくなる。こうして、トランジスタ６３が駆動されなくなることにより、共振回路が励起されなくなる。これにより、コイル１４から高周波磁界が発せられなくなり、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。この誘導加熱の終了により、加熱ローラ１２の異常温度上昇がすぐに解消される。

本体１の保守および点検のために、本体１の前面カバー６が開放されることがある。この場合、カバースイッチ１０１がオフする。カバースイッチ１０１がオフすると、リレー９０の励磁コイル９１に対する通電路が遮断される。この遮断により、上記同様に、加熱ローラ１２に対する誘導加熱が終了する。
効果は、第１の実施形態と同じである。

［５］なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

各実施形態に関わる電子複写機の外観を示す図。 各実施形態の内部の構成を示す図。 各実施形態に係る電子複写機の制御回路を示すブロック図。 第１の実施形態の電気回路のブロック図。 第２の実施形態の電気回路のブロック図。 第３の実施形態の電気回路のブロック図。 第４の実施形態の電気回路のブロック図。

符号の説明

１…プロセス装置、１１…定着装置、１２…加熱ローラ、１３…加圧ローラ、１４ａ…第１コイル、１４ｂ，１４ｃ…第２コイル、１５…コア、３０…メインコントローラ、４０…プリントコントローラ、５０…駆動ユニット、５１，５２，５３…温度センサ、５４…サーモスタット、６０…高周波発生回路、６１…整流回路、６２…コンデンサ、６３…トランジスタ、８０…コントローラ、８１…周波数可変発振器、８２…ＣＰＵ、９０…リレー

Claims (11)

1. 加熱ローラと、
   前記加熱ローラの軸方向に沿って設けられた誘導加熱用のコイルと、
   前記コイルを構成要素とする共振回路と、
   前記共振回路を励起するためのスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、
   前記コイルの温度に応じて開閉するサーモスタットと、
   前記発振器から前記スイッチング素子へ供給されるオン，オフ信号の通電路に挿接された接点を有し、前記サーモスタットを通して動作用の電流が流れるリレーと、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記サーモスタットは、熱容量が小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記サーモスタットは、熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う略中央部の温度に応じて開閉することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記サーモスタットは、熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う略中央部の温度に応じて開閉する第１サーモスタット、および熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う一端部または他端部の温度に応じて開閉する第２サーモスタットであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 請求項１に記載の定着装置を有し、
   本体に設けられた開閉自在なカバーと、
   前記リレーに対する通電路に挿接され、前記カバーの開閉に応じて開閉するスイッチと、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 加熱ローラと、
   前記加熱ローラの軸方向に沿って設けられたコイルと、
   前記コイルを構成要素とする共振回路と、
   前記共振回路を励起するための第１スイッチング素子と、
   前記コイルの温度に応じて開閉するサーモスタットと、
   前記サーモスタットと共に、前記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成する第２スイッチング素子と、
   前記第２スイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、
   を備えていることを特徴とする定着装置。
7. 前記サーモスタットは、定格電圧が３０Ｖ以下で、かつ定格電流が１Ａ以下であることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記サーモスタットは、熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う略中央部の温度に応じて開閉することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
9. 前記サーモスタットは、熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う略中央部の温度に応じて開閉する第１サーモスタット、および熱容量が小さく且つ前記加熱ローラの軸方向に沿う一端部または他端部の温度に応じて開閉する第２サーモスタットであることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
10. 請求項６に記載の定着装置を有し、
    本体に設けられた開閉自在なカバーと、
    前記カバーの開閉に応じて開閉し、前記サーモスタットおよび前記第２スイッチング素子と共に、前記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成するスイッチと、
    を備えていることを特徴とする画像形成装置。
11. 導電性部材を含む加熱体と、
    前記加熱体に近接して設けられたコイルと、
    前記コイルを構成要素とする共振回路と、
    前記共振回路を励起するための第１スイッチング素子と、
    前記第１スイッチング素子をオン，オフ駆動するためのオン，オフ信号を出力する発振器と、
    少なくとも前記発振器を制御する制御回路と、
    前記第１スイッチング素子に対する駆動用の通電路を形成する第２スイッチング素子と、
    を備え、前記制御回路により前記第２スイッチング素子をオン，オフ駆動することを特徴とする画像形成装置。

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